Диагностика технического состояния электрооборудования (стр. 3 )

При возникновении в системе отказа двух и более элементов процесс поиска неисправности комбинационным методом значительно усложняется, однако методика проверок остается прежней. В данном случае появляются дополнительные комбинации нескольких функциональных элементов, приводящие к новым кодовым числам.

При комбинационном методе поиска среднее число проверок равно среднему числу параметров (тестов), используемых для однозначного определения отказа одного или нескольких функциональных элементов. Количество проверок не должно быть меньше минимального числа проверок mmin, определяемого выражением:

, (5.7)

где i – число функциональных элементов в системе.

Максимальное число проверок равно числу функциональных элементов, тогда nmax = N.

Среднее время поиска отказавшего элемента при m проверках равно:

, (5.8)

где tпk, t0 – среднее время k-й проверки и время обработки всех результатов проверок, соответственно.

Достоинство комбинационного метода диагностики заключается в простоте логической обработки результатов. Недостатки: большое число обязательных проверок, трудности применения при числе отказов больше двух.

На практике наблюдается определенная дифференциация в применении методов поиска отказов в электротехнических изделиях и аппаратуре релейной защиты и автоматики. Метод последовательных групповых проверок используется при последовательном соединении функциональных элементов, еще более широко может применяться метод последовательных поэлементных проверок, но время поиска при его реализации весьма значительно. Комбинационный метод удобен для анализа сложных схем управления электрооборудованием с большим числом разветвлений, но он трудно реализуем при одновременном числе отказов больше двух.

Рекомендуется комплексное использование различных способов диагностики: на уровне систем – комбинационный метод; на уровне блоков – метод последовательных групповых проверок, и на уровне отдельных узлов – метод последовательных поэлементных проверок.

5.4 Технические средства диагноза

Реализация процессов технической диагностики осуществляется с помощью встроенных элементов контроля и специальной диагностической аппаратуры. Длительное время системы диагноза строились на основе использования приборов и установок общего назначения – амперметров, вольтметров, частотомеров, осциллографов и др. Применение таких средств отнимало много времени на сборку и разборку контрольных и испытательных схем, требовало относительно высокой квалификации операторов, способствовало ошибочным действиям и т. п.

Поэтому в практику эксплуатации стали внедряться встроенные устройства контроля, представляющие собой дополнительную аппаратуру, входящую в состав диагностической системы, и работающую совместно с ней. Обычно такие устройства контролируют функционирование наиболее ответственных частей системы и обеспечивают выдачу сигнала при выходе соответствующего параметра за установленные пределы.

В последнее время широкое распространение получили специальные диагностические устройства на основе комплексной аппаратуры. Такие устройства (например, пульты автономных проверок) выполняются в виде отдельных блоков, чемоданов или комбинированных стендов, в которых заранее смонтированы схемы, предусматривающие соответствующий объем диагностических операций.

Схемы комплектных устройств, применяемых при эксплуатации электрооборудования, весьма многообразны и завися от конкретного типа диагностируемого оборудования, а также от целей применения (проверки работоспособности или поиска отказов). Однако комплектные устройства не позволяют достаточно объективно судить о состоянии диагностируемого объекта, ибо даже в случае положительного исхода возможны ошибочные выводы, поскольку весь процесс диагноза зависит от субъективных качеств оператора. Поэтому в настоящее время в практику эксплуатации стали внедряться автоматизированные средства диагноза. Такие средства строятся на основе информационно-измерительных систем и предназначаются не только для контроля функционирования объекта диагноза, но и для поиска отказавшего элемента с заданной глубиной диагноза, для количественной оценки отдельных параметров, обработки результатов диагноза и т. д.

Современной тенденцией в разработке диагностических средств является создание универсальных автоматизированных средств, работающих по сменной программе, и поэтому пригодных для широкого класса электрооборудования систем электроснабжения.

5.5 Особенности технической диагностики электрооборудования

5.5.1 Задачи диагностических работ при эксплуатации электрооборудования

Применение диагностирования позволяет предупредить отказы электрооборудования, определить его пригодность для дальнейшей эксплуатации, обоснованно установить сроки и объемы ремонтных работ. Диагностирование целесообразно проводить как при применении существующей системы планово-предупредительных ремонтов и технических обслуживании электрооборудования (система ППРЭсх), так и в случае перехода к новой, более совершенной форме эксплуатации, связанной с применением диагностирования по текущему состоянию.

При применении новой формы обслуживания электрооборудования в сельском хозяйстве следует проводить:

·  техническое обслуживание согласно графикам,

·  плановое диагностирование через определенные периоды времени или наработки;

·  текущий или капитальный ремонты по данным оценки технического состояния.

При техническом обслуживании диагностирование служит для определения работоспособности оборудования, проверки стабильности регулировок, выявления необходимости ремонта или замены отдельных узлов и деталей. При этом диагностируются так называемые обобщенные параметры, которые несут максимум информации о состоянии электрооборудования – сопротивление изоляции, температура отдельных узлов и др.

При плановых проверках контролируются параметры, характеризующие техническое состояние агрегата и позволяющие определить остаточный ресурс узлов и деталей, ограничивающих возможность дальнейшей эксплуатации оборудования.

Диагностирование, проводимое при текущем ремонте на пунктах технического обслуживания и текущего ремонта или на месте установки электрооборудования, позволяет в первую очередь оценить состояние обмоток. Остаточный ресурс обмоток должен быть больше периода между текущими ремонтами, иначе оборудование подлежит капитальному ремонту. Помимо обмоток выполняется оценка состояния подшипников, контактов и других узлов.

В случае проведения технического обслуживания и планового диагностирования электрооборудование не разбирают. При необходимости снимают защитные сетки вентиляционных окон, крышки выводов и другие быстросъемные детали, обеспечивающие доступ к узлам. Особую роль в данной ситуации играет внешний осмотр, позволяющий определить повреждения выводов, корпуса, установить наличие перегрева обмоток по потемнению изоляции, проверить состояние контактов.

С целью улучшения условий диагностирования электрооборудования, используемого в сельском хозяйстве, рекомендуется размещать его в отдельном энергоблоке, расположенном вне основных помещений. В этом случае проверка состояния электрооборудования может быть проведена с использованием специализированных передвижных лабораторий. Стыковка с энергоблоком осуществляется с помощью разъемов. Находящийся в автолаборатории персонал может проверить состояние изоляции, температуру отдельных узлов, выполнить настройку защит, т. е. провести% всего необходимого объема работ. При текущем ремонте производится разборка электрооборудования, что позволяет более детально исследовать состояние изделия и выявить неисправные элементы.

5.5.2 Основные параметры диагностирования

В качестве диагностических параметров следует выбирать характеристики электрооборудования, критичные к ресурсу работы отдельных узлов и элементов. Процесс износа электрооборудования зависит от условий эксплуатации. Решающее значение принадлежит режимам работы и условиям окружающей среды.

Основными параметрами, проверяемыми при оценке технического состояния электрооборудования, являются:

для электродвигателей: температура обмотки (определяет срок службы), амплитудно-фазовая характеристика обмотки (позволяет оценить состояние витковой изоляции), температура подшипникового узла и зазор в подшипниках (указывают на работоспособность подшипников). Кроме этого для электродвигателей, эксплуатируемых в сырых и особо сырых помещениях, дополнительно следует замерять сопротивление изоляции (позволяет прогнозировать срок службы электродвигателя);

для пускорегулирующей и защитной аппаратуры: сопротивление петли «фаза - нуль» (контроль соответствия условиям защиты), защитные характеристики тепловых реле, сопротивление контактных переходов;

для осветительных установок: температура, относительная влажность, напряжение, частота включения.

Помимо основных может быть оценен и ряд вспомогательных параметров, дающих более полное представление о состоянии диагностируемого объекта.

5.5.3 Техническое диагностирование и прогнозирование остаточного ресурса обмоток электротехнических изделий

Обмотки – наиболее важный и уязвимый узел аппаратов. От 90 до 95 % всех отказов электродвигателей приходится на неисправности обмоток. Трудоемкость текущего и капитального ремонта обмоток составляет от 40 до 60 % общего объема работ. В свою очередь в обмотках самым ненадежным элементом является их изоляция. Все это говорит о необходимости тщательной проверки состояния обмоток. С другой стороны, следует отметить значительную сложность диагностирования обмоток.

В процессе эксплуатации электрооборудование находится под воздействием следующих факторов:

·  нагрузки,

·  температуры окружающей среды,

·  перегрузок со стороны рабочей машины,

·  отклонений напряжения,

·  ухудшения условий охлаждения (засорение поверхности, работа без вентиляции),

·  повышенной влажности.

Среди различных процессов, влияющих на срок службы изоляции аппаратов, определяющим является тепловое старение. Чтобы прогнозировать состояние изоляции, нужно знать скорость теплового старения. Тепловому старению подвержена изоляция длительно работающих агрегатов. В этом случае срок службы изоляции определяется классом нагревостойкости изоляционного материала и рабочей температурой обмотки. Тепловое старение – это необратимые процессы, происходящие в диэлектрике и ведущие к монотонному ухудшению его диэлектрических и механических свойств.

Первые работы в области количественной оценки зависимости срока службы от температуры относятся к электродвигателям с изоляцией класса А. Установлено правило «восьми градусов», в соответствии с которым повышение температуры изоляции на каждые 8 0С сокращает срок ее службы вдвое. Аналитически это правило может быть описано выражением

, (5.9)

где Тсл.0 – срок службы изоляции при температуре 0 0С, ч;

Q – температура изоляции, 0С.

Правило «восьми градусов» из-за своей простоты находит широкое применение. По нему можно проводить ориентировочные расчеты, но получить надежные результаты не представляется возможным, поскольку это чисто эмпирическое выражение, полученное без учета ряда факторов.

В процессе диагностирования электродвигателей обычно измеряют температуру корпуса статора, для этого термометр вставляется в углубление, высверленное в корпусе и залитое трансформаторным или машинным маслом. Полученные замеры температуры сравниваются с допустимыми значениями. Температура корпуса электродвигателя не должна превышать 120...150 0С для электродвигателей серии 4А. Более точные результаты оценки температурного режима можно получить, поместив термопару в обмотку статора.

Универсальным средством диагностирования теплового состояния электродвигателей является инфракрасная термография, которая обеспечивает контроль его состояния без вывода в ремонт. Неконтактные ИК-термометры измеряют температуру поверхности объекта с безопасного расстояния, что делает их исключительно привлекательными для эксплуатации вращающихся электрических машин. На отечественном рынке имеется значительное количество тепловизионных камер, тепловизоров, термографов отечественного и зарубежного производства для этих целей.

Помимо прямого замера температуры в этой ситуации могут быть использован косвенный метод – учет потребляемого тока. Повышение величины тока сверх номинального значения является диагностическим признаком ненормального развития процессов в электрической машине. Значение тока является достаточно эффективным диагностическим параметром, поскольку величина его определяет потери активной мощности, которые в свою очередь являются одной из основных причин нагревания проводников обмотки. Перегрев электродвигателя может носить длительный и кратковременный характер. Длительные превышения тока обусловлены нагрузочными режимами, плохим качеством электроэнергии. Кратковременные перегрузки возникают в основном при пуске электрической машины. По величине длительные перегрузки могут составлять(1 ... 1,8)Iном, а кратковременные (1,8Iном.

Установившееся превышение температуры обмотки асинхронного электродвигателя tу при перегрузке может быть найдено по выражению

, (5.10)

где DРсн – расчетные постоянные потери мощности (потери в стали) при номинальном режиме работы, Вт;

DРмн – расчетные переменные потери мощности в проводниках (потери в меди) при номинальном режиме работы электродвигателя, Вт;

kн – кратность тока нагрузки по отношению к номинальному току;

А – теплоотдача электродвигателя.

Вместе с тем, как при использовании в качестве диагностического параметра тока, так и при измерении температуры обмотки с использованием специальных встроенных датчиков, не учитывается температура окружающей среды, необходимо также помнить о переменном характере приложенной нагрузки.

Существуют и более информативные диагностические параметры, характеризующие состояние тепловых процессов в электродвигателе – это, например, скорость теплового износа изоляции. Однако определение ее представляет значительные сложности.

Результаты исследований, проведенных в Украинском филиале ГОСНИТИ, показали, что одним из возможных средств определения технического состояния корпусной и межфазной изоляции является измерение токов утечки. Для определения токов утечки между корпусом и каждой из фаз электродвигателя подается напряжение постоянного тока от 1200 до 1800 В и производятся соответствующие замеры. Разница в величинах токов утечки разных фаз в 1,5 ... 2 и более раз указывает на наличие местных дефектов в изоляции фазы с наибольшей величиной тока (растрескивание, разрывы, истирание, перегрев).

В зависимости от состояния изоляции, наличия и вида дефекта при повышении напряжения наблюдается рост тока утечки. Броски и колебания токов утечки указывают на появление кратковременно возникающих в изоляции пробоев и проводящих мостиков, т. е. о наличии дефектов.

Для измерения токов утечки могут быть использованы серийно выпускаемые приборы ИВН-1 и ВС-2В или сконструирована достаточно простая установка на основе выпрямительного моста и регулируемого трансформатора напряжения.

Изоляцию считают исправной, если при повышении напряжения не наблюдается бросков тока, ток утечки при напряжении 1800 В не превышает 95 мкА для одной фазы (230 мкА для трех фаз), относительное приращение токов не более 0,9, коэффициент несимметрии токов утечки фаз не превышает 1,8.

5.5.4 Определение уровня прочности межвитковой изоляции

Повреждение межвитковой изоляции - одна из наиболее распространенных причин выхода из строя электродвигателей и другой аппаратуры.

Техническое состояние межвитковой изоляции характеризуется пробивным напряжением, которое достигает 4 ... 6 кВ. Создать такое напряжение на межвитковой изоляции электродвигателей и других аппаратов для целей испытания практически невозможно, так как в этом случае к изоляции обмоток по отношению к корпусу необходимо приложить напряжение, превышающее десятки киловольт, что приведет к пробою корпусной изоляции. При условии исключения вероятности пробоя корпусной изоляции к обмоткам электрических машин напряжением 380 В можно приложить напряжение не выше 2,5 ... 3 кВ. Поэтому реально можно определить пробивное напряжение только дефектной изоляции.

В месте виткового замыкания обычно возникает дуга, приво­дящая к разрушению изоляции на ограниченном участке, затем процесс разрастается по площади. Чем меньше расстояние между проводниками и больше сила сжатия их, тем быстрее снижается пробивное напряжение. Экспериментально установлено, что при горении дуги снижение пробивного напряжения между витками от 1В до 0 происходит за времяс.

В связи с тем, что пробивное напряжение в месте дефекта при его возникновении достаточно велико (400 В и более), а перенапряжения в витках возникают кратковременно и достигают величины пробоя не часто, с момента возникновения дефекта в изоляции и до полного виткового замыкания проходит значительное время. Эти данные свидетельствуют о том, что в принципе можно прогнозировать остаточный ресурс изоляции, если располагать данными о фактическом ее состоянии.

Для диагностики межвитковой изоляции могут быть использованы аппараты серии СМ, ЕЛ или прибор ВЧФ 5-3. Аппараты типа СМ и ЕЛ позволяют определить наличие виткового замыкания. При использовании их к зажимам прибора подключаются две обмотки, и на последние подается импульсное напряжение высокой частоты. Наличие витковых замыканий определяется по кривым, наблюдаемым на экране электроннолучевой трубки. В случае отсутствия виткового замыкания наблюдается совмещенная кривая, при наличии короткозамкнутых витков – кривые раздваиваются. Прибор ВЧФ 5-3 позволяет определить наличие дефекта в витковой изоляции и пробивное напряжение в месте повреждения.

Техническое состояние межвитковой изоляции напряжением 380 В рекомендуется определять при подаче в обмотку высокочастотного напряжения величиной 1В, которое можно считать не влияющим на электрическую прочность изоляции, т. к. средняя импульсная прочность межвитковой изоляции составляет 8,6 кВ, а минимальная 5 кВ.

Следует помнить, что существующие приборы позволяют получить определенный результат только в отношении обмоток, уже имеющих дефект, и не дают полной информации о техническом состоянии бездефектной изоляции. Поэтому для предотвращения внезапных отказов из-за пробоя витковой изоляции диагностирование следует проводить не реже одного раза в год для новых изделий и не реже одного раза в два месяца или не реже 250 ч работы для отремонтированных аппаратов или работающих более трех лет, что позволит обнаружить дефект на ранней стадии развития.

Разборка электрической машины при диагностировании витковой изоляции не требуется, т. к. аппарат типа ЕЛ может быть подключен к силовым контактам магнитного пускателя. Однако следует помнить, что при повреждении ротора асинхронного электродвигателя он может создавать магнитную асимметрию, соизмеримую с асимметрией, создаваемой обмотками статора, и реальная картина может быть искажена. Поэтому лучше диагностирование обмоток на наличие межвитковых замыканий выполнять на разобранном электродвигателе.

5.5.5 Диагностирование и прогнозирование сопротивления изоляции обмоток

В процессе эксплуатации обмотки электрических аппаратов подвергаются либо тепловому старению, либо старению под действием влаги. Увлажнению подвергается изоляция электрооборудования, которое мало используется в течение суток или года и расположено в сырых или особо сырых помещениях.

Минимальная продолжительность нерабочего периода для электродвигателей, при которой начинается увлажнение, составляет от 2,7 до 5,4 ч, в зависимости от габарита. Агрегаты, простаивающие больше чем продолжительность приведенных пауз на два и большее количество часов, должны подвергаться диагностированию на предмет определения состояния корпусной и междуфазной изоляции.

Техническое состояние обмоток рекомендуется проверять по значению сопротивления изоляции постоянному току или коэффициенту абсорбции . Обычно принимают t1 = 15 с, t2 = 60 с и рассчитывают R60/R15. Если kа > 1,3, то изоляция считается сухой, если kа < 1,3, то изоляция признается влажной. Сопротивление изоляции электрических машин и других электротехнических аппаратов не должно быть менее 0,5 МОм.

Прогнозирование остаточного ресурса обмоток основывается на результатах измерения сопротивления изоляции и приводится по следующей методике. При первом плановом осмотре замеряется сопротивление изоляции и температура окружающей среды. Аналогичные замеры проводятся при втором техническом обслуживании. Полученные результаты приводятся к наиболее вероятной температуре помещений данного типа по формуле

, (5.11)

где Rн – сопротивление изоляции после корректировки, МОм;

kt – поправочный коэффициент (зависит от соотношения измеренной температуры и наиболее вероятной в данном помещении);

Rи – измеренное сопротивление изоляции, МОм.

Прогнозируемое при третьем предстоящем измерении значение сопротивления изоляции вычисляется по выражению

, (5.12)

Если сопротивление изоляции, ожидаемое при третьем измерении, окажется меньше допустимого, то до наступления очередного планового осмотра необходимо восстановить нормальное состояние изоляции обмоток. Если результат будет больше допустимого значения, то профилактика не требуется.

Пример 5.2. В коровнике при первом измерении получено сопротивление изоляции электродвигателя 3,5 МОм при температуре 15 0С, во втором случае сопротивление изоляции было 4,8 МОм при температуре 10 0С. Требуется выполнить прогноз предполагаемого сопротивления изоляции электродвигателя при третьем техническом обслуживании.

Р е ш е н и е.

1. Определяем поправочные коэффициенты

K15 = 1,18, K10 = 1.

2. Корректируем результаты измерений

Rlн= 1,18×3,5 = 4,13 МОм, R2н = 4,8 МОм..

3. По формуле (5.12) прогнозируем значение сопротивления изоляции электродвигателя на следующий межосмотровый период

R3н= (4,8)2:4,13 = 5,58 МОм.

4. Поскольку R3н = 5,58 МОм > 0,5 МОм, сушка обмоток электродвигателя на период до очередного обслуживания не требуется.

Располагая необходимыми исходными данными, можно выполнить прогноз и на более длительный отрезок времени.

5.5.6 Техническая диагностика стержней ротора асинхронного электродвигателя

Ротор асинхронного электродвигателя – один из узлов, трудно поддающихся диагностике. Основная неисправность ротора – обрыв короткозамкнутых стержней. При этом возникают: повышенные вибрации и шум, перегрев ротора, пульсации тока в цепи статора.

Для определения технического состояния короткозамкнутого ротора на две фазы обмотки статора подают переменное напряжение %) Uном и, медленно вращая ротор, следят за значениями тока, протекающего по обмоткам. Изменение тока свидетельствует об обрыве стержней.

Допускается эксплуатация электродвигателя без ремонта или замены ротора, если выполняется условие

(Imax – Imin)/Imax < 0,1, (5.13)

где Imax, Imin – максимальное и минимальное значения тока при испытаниях.

5.5.7 Техническая диагностика подшипников электрических машин

Износ подшипников влечет за собой перегрев электродвигателей и более быстрое тепловое старение обмоток. Помимо этого, уменьшается воздушный зазор между ротором и статором и ухудшаются энергетические и механические характеристики электропривода. При чрезмерном износе может возникнуть заклинивание электродвигателя и выход его из строя.

Оценку технического состояния подшипников можно осуществить путем измерения его температуры, либо путем определения величины воздушного зазора. Другие виды диагностики, например, замер акустических характеристик, сложны и в условиях сельского хозяйства не применяются.

Контроль температуры подшипников может быть выполнен тепловизионным способом, например, с использованием ИК-термометров фирмы «Raytek» или отечественных низкотемпературных пирометров «ФАКЕЛ», «САЛЮТ», «ФАВОРИТ» разработки -АС».

Определение величины зазора в подшипниках без разборки электродвигателя проводят с помощью специального датчика линейного перемещения и механического подъемного устройства, позволяющего перемещать ротор в верхнее положение. При этом электродвигатель отключается от сети и находится в нерабочем состоянии. Измерения проводят в трех точках по окружности ротора, полученный результат сравнивают с нормативными данными.

5.5.8 Диагностирование аппаратуры защиты и управления

Наиболее часто у коммутационных аппаратов (автоматические выключатели, магнитные пускатели, рубильники) выходят из строя контакты. Электрическим контактом называется место перехода тока из одной токоведущей части в другую.

Состояние контактов оценивают по основным и вспомогательным параметрам. К первым относится переходное сопротивление (дополнительно могут измеряться падение напряжения и температура нагрева), ко вторым – толщина контактных напаек, провал главных контактов, усилие нажатия.

Переходное сопротивление контактов зависит от многих факторов: микрорельефа поверхности контакта, усилия сжатия, материала и т. д. При диагностировании, например, магнитных пускателей для определения сопротивления контактов следует поступить следующим образом. Отключить главные контакты от сети и подключить к паре контактов мостовой измеритель сопротивления. Подать напряжение на катушку магнитного пускателя и измерить переходное сопротивление контакта. Аналогично выполнить замеры для других контактов. При этом максимальное сопротивление контактного перехода должно быть

Rk ³ 2,2/Ipaб, (5.14)

где Rk – сопротивление контактного перехода, Ом;

Iраб – рабочий ток, А.

Толщина напаек контактов проверяется микрометром, и если она менее 0,5 мм, то аппарат подлежит ремонту.

Провалом контактов называют расстояние, на которое перемещается подвижный контакт, не теряя соприкосновения с неподвижным при размыкании или замыкании цепи. Для низковольтных аппаратов допустимый провал контактов составляет от 0,8 до 1,5 мм в зависимости от типоразмера изделия.

Усилие нажатия контактов измеряют динамометром. Величина нажатия не должна быть менее нормируемого значения, которое составляет от 4 до 44 Н в зависимости от размера аппарата.

Помимо диагностирования контактов магнитные пускатели проверяются на четкость включения путем подачи на катушку пониженного до 80 % от номинального напряжения.

Устройства защиты диагностируются следующим образом.

Проверяется соответствие плавкой вставки предохранителя или электромагнитного расцепителя автоматического выключателя условиям защиты

, (5.15)

где Iпв – номинальный ток плавкой вставки, А;

Iэм – номинальный ток электромагнитного расцепителя, А;

Uф – фазное напряжение, В;

Zф. о – полное сопротивление цепи «фаза - нуль», Ом.

Проверяется соответствие защиты условиям устойчивого пуска электропривода

, (5.16)

где Iтр – номинальный ток теплового расцепителя, А;

ki – кратность пускового тока (по паспорту);

a – коэффициент, учитывающий условия пуска (a = 2,5 для легких условий, a = 1,6 ... 2 – для тяжелых условий пуска).

Проверяется соответствие уставки теплового реле условиям защиты. С использованием специальных испытательных средств через реле пропускают ток, равный двойному току уставки, и по секундомеру засекают время срабатывания реле. Оно не должно отличаться от указанного в защитных характеристиках значения для данного типа реле более чем на 10 %. Проверка исправности катушек устройств защиты и управления осуществляется согласно рассмотренным ранее рекомендациям.

При техническом диагностировании электронагревательных установок в процессе технического обслуживания определяют сопротивление изоляции нагревательных элементов и потребляемый ток, а при текущем ремонте дополнительно измеряют сопротивление нагревательных элементов, температуру срабатывания автоматических регуляторов и температуру нагреваемой среды на выходе установки.

5.5.9 Техническая диагностика осветительных установок

Наиболее сложно поддаются диагностике люминесцентные лампы. С целью уменьшения отказов осветительные приборы подвергаются предустановочной технической диагностике и периодическим эксплуатационным проверкам. Предустановочная диагностика проводится на специальных стендах и предназначена для проверки работоспособности светильников.

В процессе эксплуатации возникают отказы в осветительных установках. Для поиска неисправностей в светильниках с люминесцентными лампами применяется специальное диагностическое оборудование – испытательные трубки (рисунок 5.9).

Рисунок 5.9 – Схема испытательной трубки для люминесцентного светильника со стартерной схемой зажигания: 1 – испытательная трубка, 2 – штырьки, 3 – контрольные лампы типа НГ127-75 или НГ127-100, 4 – щуп

Испытательная трубка выполняется из прозрачного изоляционного материала, например, из оргстекла. Для удобства работы ее рекомендуется делать разъемной. Для ламп мощностью 40 Вт длина трубки без штырьков должна быть 1199,4 мм.

Технология проверки состояния светильника при помощи испытательной трубки следующая. Трубка вставляется в осветительный прибор вместо неисправной люминесцентной лампы. Подается напряжение, и по специальной таблице, в которой приводится возможный перечень неисправностей, определяется поврежденный узел. Состояние изоляции светильника проверяется путем присоединения щупа 4 к металлическим частям корпуса.

Поиск неисправностей осветительных установок можно выполнить по внешним признакам, имея соответствующую диагностическую таблицу.

При техническом обслуживании осветительных установок проверяется уровень освещенности, проводится контроль сопротивления изоляции проводов, оценивается состояние пускорегулирующей и защитной аппаратуры.

Для осветительных установок можно прогнозировать срок службы. По номограммам, разработанным во ВНИИПТИМЭСХ (рисунок 5.10), в зависимости от условий окружающей среды (температуры и относительной влажности воздуха), значений напряжения и частоты включения осветительной установки определяется средняя наработка на отказ.

Пример 5.3. Определить срок службы люминесцентной лампы для следующих исходных данных: относительная влажность 72%, напряжение 220 В, температура окружающей среды +15° С.

Р е ш е н и е.

Решение задачи показано на номограмме (рисунок 5.10). Для заданных исходных условий срок службы светильника составляет 5,5 тыс. ч.

Рисунок 5.10 – Номограмма для определения срока службы люминесцентной лампы типа ЛБ-40 со стартерной схемой зажигания

5.6 Перспективы развития систем технической диагностики электрооборудования сельскохозяйственных предприятий

По мере развития сельской электрификации роль и значение диагностики будут повышаться. В основном это связано с внедрением системы обслуживания электрооборудования по его текущему состоянию. Применение методов технической диагностики и планирование на их основе текущих ремонтов позволит сократить годовое количество ремонтов ориентировочно в два раза. При этом будет высвобождено до 30 % обслуживающего персонала электротехнических служб.

Для внедрения новой системы диагностики требуется модернизация электрооборудования, и в первую очередь электродвигателей, с целью повышения приспособленности их к диагностированию. Первые шаги в этом направлении уже сделаны.

Проведенные ранее в Украинском филиале ГОСНИТИ исследования показали, что может быть автоматизирован процесс замера зазора в подшипниках асинхронных электродвигателей. С этой целью при модернизации электродвигателя от проводов межкатушечного соединения делается вывод в клеммную коробку (обозначается С0). Если теперь к зажимам С1 – С0 приложить напряжение, то возникнет сила Fi, притягивающая ротор вверх, если приложить напряжение к зажимам С4 – С0, то сила будет приложена в противоположном направлении. Определение образующегося при перемещении ротора зазора не представляет трудностей.

Одним из наиболее трудоемких процессов технической диагностики электродвигателей является прогнозирование остаточного ресурса корпусной и междуфазной изоляции. Особенно актуален этот вопрос для сельскохозяйственных предприятий, поскольку значительная часть электрооборудования эксплуатируется в сырых помещениях и работает циклично и эпизодически. Сложность решения задачи заключается в том, что сопротивление изоляции необходимо измерять после наибольшего нерабочего периода строго периодично. Во ВНИИПТИМЭСХ разработано электронное устройство многоразового действия, выполняющее необходимые замеры и прогноз состояния изоляции. При этом процесс замеров автоматизирован. В последние годы на предприятии -УЗО» на базе Московского энергетического института налажен выпуск устройств автоматического контроля сопротивления изоляции АСТРО*ИЗО-470 для проведения непрерывного автоматического контроля (мониторинга) сопротивления изоляции.

Однако в целом разработка эффективных средств и способов технической диагностики электрооборудования сельскохозяйственных предприятий далека от завершения. В этой области требуется дальнейшее проведение научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ.